KR100631341B1 - 안전화용 플라스틱 토우캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장에서 작업자들이 착용하는 안전화의 토우부에 매설되는 토우캡에 관한 것으로, 구체적으로는 플라스틱으로 일체로 형성되는 플라스틱 토우캡에 관한 것으로, 토우의 상부를 보호하는 상판부, 상기 상판부의 가장자리로부터 하향 연설되며 일측면이 개방되는 측면부, 상기 측면부의 하단으로부터 내향 절곡되어 연설되는 바닥리브를 포함하여 이루어지며, 상기 상판부, 상기 측면부, 상기 바닥리브는 플라스틱 재질로 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

안전화, 토우캡, 바닥리브, 플라스틱

Description

안전화용 플라스틱 토우캡{PLASTIC TOECAP FOR SAFETY BOOTS}

도 1은 본 발명에 의한 제1실시예를 상부에서 바라본 사시도,

도 2는 도 1의 측면도이며,

도 3은 제1실시예를 하부에서 바라본 사시도,

도 4는 제2실시예를 상부에서 바라본 사시도,

도 5는 도 4의 측면도,

도 6은 제2실시예를 하부에서 바라본 사시도,

도 7은 도 5의 A-A선 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 상판부 20 : 측면부

30 : 바닥리브 31 : 함몰부

본 발명은 산업현장에서 작업자들이 착용하는 안전화의 토우부에 매설되는 토우캡에 관한 것으로, 구체적으로는 플라스틱으로 일체로 형성되는 플라스틱 토우캡에 관한 것이다.

일반적으로 안전화란 건설현장이나 생산현장과 같은 산업현장에서 낙하하는 중량물로부터 작업자의 발을 보호하거나 작업자가 보행중 날카롭거나 딱딱한 물체에 부딪혀 발을 다치게 되는 것을 방지하기 위한 목적으로 착용되는 신발을 말하며, 착용자의 발가락이 위치하는 앞부위에 보호수단인 토우캡이 매설된다.

이와 같은 토우캡은 중량물의 하중으로부터 작업자의 발을 보호할 수 있는 충분한 강도를 가져야 하는 바, 종래에는 이를 위하여 금속제의 토우캡이 사용되어 왔다.

금속제의 토우캡은 그 무게가 무거워 작업자의 거동을 불편하게 하며, 재료 자체가 대체로 열전도율이 높기 때문에 겨울철에는 방한 효과가 전혀 없어 작업자의 작업을 방해하는 요소로 작용하며, 보행 등의 동작에 따른 가변성이 없어 작업의 능률을 감소시키며, 사고발생시에는 소성변화량이 많아 안전화의 탈거를 곤란하게 하는 문제점이 있다.

또한 금속제의 토우캡은 전기 절연성이 없으므로 작업 영역에 따라서는 금속제의 토우캡이 매설된 안전화를 착용할 수 없는 영역이 발생하며, 이러한 점을 유념하지 않을 경우 전기로 인한 안전사고가 발생할 수 있다.

한편, 이러한 금속제 토우캡의 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로서 본 명세서에 일체화된 국내 등록실용신안 제20-0337745호 "안전화용 토우캡"이 공개되 었다.

상기의 종래의 기술은 신발의 토우형상으로 둥글게 만곡된 상판과 상기 상판의 하단으로부터 내향절곡되어 일체로 형성된 바닥판으로 이루어지며, 상기 상판 및 상기 바닥판의 내측에 격자구조의 리브를 돌출형성되도록 하였다. 즉, 격자구조의 리브가 보강재의 역할을 하는 것이다.

그러나 이러한 종래의 기술은 토우캡이 금속제로 이루어진 경우에는 금속의 연성으로 인하여 토우캡의 파괴는 그리 큰 문제가 되지 않는 반면에 토우캡의 소성 변형이 주로 문제가 되는 반면에, 토우캡이 플라스틱 재질인 경우에는 토우캡의 소성변형보다는 플라스틱의 경성으로 인하여 토우캡의 파괴가 주로 문제가 될 수 있다는 점을 간과한 것이다.

즉, 바닥판이 형성된 토우캡이 상부로부터 파괴하중을 받을 경우 이러한 파괴하중으로 인하여 바닥판이 가로방향의 인장력을 받게 되어 토우캡의 각 부위 중 바닥판이 응력이 가장 집중되는 부위가 되어 바닥판에서 파괴가 가장 먼저 발생하게 되며, 이러한 파괴를 방지하기 위하여 토우캡에 보강재로서 격자형의 리브를 마련하는 경우에도 플라스틱 자체로서는 그러한 파괴를 막기가 어렵게 된다.

따라서 본 발명은 토우캡의 재질을 플라스틱으로 하여, 플라스틱의 특징으로 인한 경량화된 안전화를 제공할 수 있으며, 겨울철에는 안전화의 보온력을 증가시킬 수 있으며, 자체의 굴곡탄성으로 인한 자연스런 동작이 가능하며, 사고발생시에 도 안전화의 탈거가 자유롭도록 할 수 있는 안전화용 플라스틱 토우캡을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 그 전기적 절연성으로 인하여, 안전화로 인한 전기 안전사고를 방지할 수 있는 플라스틱 토우캡을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 플라스틱 토우캡에 걸리는 하중을 골고루 분산하여, 플라스틱 토우캡의 파괴가 시작되는 토우캡의 바닥판을 제거하도록 하여 토우캡이 보다 높은 파괴강도를 견딜 수 있도록 하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 안전화의 토우부에 매설되는 토우캡에 있어서, 토우의 상부를 보호하는 상판부, 상기 상판부의 가장자리로부터 하향 연설되며 일측면이 개방되는 측면부, 상기 측면부의 하단으로부터 내향 절곡되어 연설되는 바닥리브를 포함하여 이루어지며, 상기 상판부, 상기 측면부, 상기 바닥리브는 플라스틱 재질로 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 바닥리브의 중간부에 응력 분산을 위하여 상기 측면부 방향으로 오목하게 함몰부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 함몰부는 호형을 이루는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 제1실시예를 상부에서 바라본 사시도이며, 도 2는 도 1의 측면도이며, 도 3은 제1실시예를 하부에서 바라본 사시도이다.

상판부(10)는 직접 파괴하중을 받게 되는 부분으로, 토우의 상부 형상에 어울리게 조금 둥글게 만곡되어 있다.

상기 상판부(10)의 가장자리에는 측면부(20)가 하향 연설된다.

측면부(20)는 토우가 삽입되기 위하여 일측면이 개방되어 있다.

측면부(20)의 하단에는 바닥리브(30)가 토우캡의 내측으로 절곡되어 연설된다. 즉, 측면부(20)의 하단은 바닥리브(30)만이 연설되므로 바닥리브(30) 사이의 공간은 개방되어 있다.

상기 상판부(10), 상기 측면부(20), 상기 바닥리브(30)는 유리섬유 또는 탄소섬유 등과 플라스틱을 혼합한 섬유강화 플라스틱으로 일체로 형성되어 있다.

상기에서 상판부(10)의 두께는 3mm이며, 측면부(20)의 두께는 4mm이며, 바닥리브(30)의 두께는 4.5mm이다. 이러한 토우캡의 두께는 사용되는 플라스틱의 강도에 따라 변동될 수 있다는 것은 당업자에게 당연히 이해될 것이다.

상기의 실시예에 의하여 안전화 시험규정에 의한 압박시험을 실시하였다.

압박시험은 규정된 하중까지 가압력을 높이고 10초 정도 그 하중을 유지한 후 하중을 제거한 뒤의 결과를 조사하는 것으로, 각 시편에 대하여 파괴가 발생할 때까지 규정된 하중을 높였다. 본 시험은 시편이 모두 파괴가 진행될 때까지 실험을 하였기 때문에 유점토의 높이를 측정하지는 않았다.

실험시 가압을 하는 헤드의 속도는 3m/min으로 설정하였으며, 파괴 여부는 빛의 터짐이 발생하는지 여부를 기준으로 판단하였다.

실험결과는 아래표와 같다.

시편번호	파괴지점	파괴하중(kgf)
1	A	1150
2	A	1296
3	A	1250
4	B	1122
5	A	1200
6	A	1205
7	B	1123
8	A	1240
9	A	1245
10	A	1230

상기 표, 도 1, 도 2, 및 도 3에서 파괴지점 A는 바닥리브(30)의 중간부를 표시한 것이며, 파괴지점 B는 상판부(10)의 중간부를 표시한 것이며, 파괴지점 C는 상판부(10)의 가장자리를 표시한 것이다.

상기의 실험결과에서 확인되는 바와 같이 본 실시예의 토우캡은 그 파괴하중이 모두 1,100kgf 이상의 압박하중을 견딜 수 있으며, 이러한 압박 하중에 견딜 경우 보통작업용 안전화의 토우캡으로 사용될 수 있다.

다만, 이러한 실시예에 의할 경우 중작업용 안전화의 기준 압박하중인 1,400kgf를 견디지는 못하며, 파괴지점이 발생하는 부위는 대부분 바닥리브의 중간부에서 파괴가 발생하였다.

중작업용 안전화는 광산에서 채광, 철광업에서 원료취급, 가공, 강재취급 및 강재운반, 건설업 등에서 중량물 운반작업, 가공대상물의 중량이 큰 물체를 취급하는 작업장에서 사용가능한 안전화를 말하며, 보통작업용 안전화는 일반적으로 기계공업, 금속가공업, 운반, 건축업 등 공구가공품을 손으로 취급하는 작업 및 차량사 업장, 기계 등을 운전조작하는 일반작업장에서 사용가능한 안전화를 말한다.

바닥리브의 중간부위는 상부에서 누르는 압축력과 이로 인한 가로방향의 인장력을 함께 받게 되며 응력이 집중되는 결과 플라스틱의 파괴가 시작되는 것으로 판단되며, 바닥리브의 중간부위를 제거한다면 토우캡에서 응력이 집중되는 부위가 제거되어 이로 인하여 특정 지점의 초기 파괴시기를 늦출 수 있으며, 결과적으로 높은 하중을 견딜 수 있는 토우캡을 생산할 수 있을 것으로 판단되어 후술하는 제2실시예를 도출하였다.

도 4는 제2실시예를 하부에서 바라본 사시도이며, 도 5는 도 4의 측면도이며, 도 6은 제2실시예를 하부에서 바라본 사시도이며, 도 7은 도 5의 A-A선 단면도이다.

제2실시예를 제1실시예와 비교하면 함몰부(31)가 형성된다는 점만이 상이하므로, 제2실시예에서 함몰부(31) 이외의 부분은 제1실시예의 설명과 동일하다.

바닥리브(30)의 중간부에 함몰부(31)를 형성하였다.

함몰부(31)는 측면부(20) 방향으로 오목하게 호형으로 형성하였다.

제2실시예를 제1실시예와 동일한 조건으로 시험하였다.

시험결과는 아래표와 같다.

시편번호	파괴지점	파괴하중(kgf)
1	B	1540
2	B	1500
3	C	1580
4	B	1600
5	B	1630
6	C	1550
7	B	1520
8	C	1480
9	B	1590
10	B	1565

상기의 실험결과에서 확인되는 바와 같이 본 실시예의 토우캡은 그 파괴하중이 모두 1,400kgf 이상의 압박하중을 견딜 수 있으며, 이러한 압박 하중에 견딜 경우 중작업용 안전화의 토우캡으로 사용될 수 있다.

또한 응력이 골고루 분산된 결과 파괴지점은 모두 가장 두께가 얇은 상판부의 중간부(B)나 상판부의 가장자리(C)에서 발생하였다.

즉, 동일한 소재의 동일한 두께로 이루어진 플라스틱 토우캡의 경우에 있어서 함몰부가 형성되는지 여부에 의하여, 플라스틱 토우캡이 중작업용 안전화에 사용될 수 있는지 보통작업용 안전화에 사용될 수 있는지가 달라지므로, 플라스틱 토우캡의 상품가치에 현저한 차이가 발생한다.

상기의 실시예들은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정될 수 있으며, 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

본 발명에 의하여, 플라스틱의 특징으로 인한 경량화된 안전화를 제공할 수 있으며, 겨울철에는 안전화의 보온력을 증가시킬 수 있으며, 자체의 굴곡탄성으로 인한 자연스런 동작이 가능하며, 사고발생시에도 안전화의 탈거가 자유롭도록 할 수 있는 안전화용 플라스틱 토우캡을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 그 전기적 절연성으로 인하여, 안전화로 인한 전기 안전사고를 방지할 수 있는 플라스틱 토우캡을 제공할 수 있다.

또한 본 발명은 플라스틱 토우캡의 파괴가 시작되는 토우캡의 바닥판을 제거하여 토우캡이 보다 높은 파괴강도를 견딜 수 있다.

Claims (4)

1. 안전화의 토우부에 매설되는 토우캡에 있어서,

   토우의 상부를 보호하는 상판부, 상기 상판부의 가장자리로부터 하향 연설되며 일측면이 개방되는 측면부, 상기 측면부의 하단으로부터 내향 절곡되어 연설되는 바닥리브를 포함하여 이루어지며,

   상기 상판부, 상기 측면부, 상기 바닥리브는 플라스틱 재질로 일체로 형성되며,

   상기 바닥리브의 중간부에 응력 분산을 위하여 상기 측면부 방향으로 오목하게 호형의 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 안전화용 플라스틱 토우캡.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 플라스틱 재질은 섬유강화 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 안전화용 플라스틱 토우캡.
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4. 삭제

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